Можете ли да си представите Юпитер без видими облаци или мъгла? Не е лесно, тъй като широчинните облачни ленти на Юпитер и неговото Голямо червено петно са емблематични визуални характеристики в нашата Слънчева система. Тези характеристики са причинени от издигащ се и спускащ се газ, предимно амоняк. След пръстените на Сатурн, облачните форми на Юпитер са може би най-разпознаваемата характеристика в Слънчевата система.
Сега астрономи с Центъра по астрофизика | Harvard & Smithsonian (CfA) откриха планета, подобна по маса на Юпитер, но с атмосфера без облаци.
Тези планети са оскъдни и астрономите смятат, че само около 7% от екзопланетите са такива. Откритието позволява на учените да проучат как се образуват. Без облаци по пътя ви очаква по-ясна гледка.
Екипът от астрономи зад откритието публикува резултатите си в The Astrophysical Journal Letters. Заглавието е „ Доказателство за ясна атмосфера за WASP-62b: Единственият известен транзитиращ газов гигант в зоната за непрекъснато наблюдение на JWST ” Водещ автор на изследването е Мунаца Алам, студент в CfA.
WASP-62b е най-близката планета до WASP-62, звезда от главна последователност на почти 600 светлинни години от Земята. 62b е единствената планета в системата. Той е малко повече от половината по-масив от Юпитер и обикаля около WASP-62 за около 4,5 дни. Той е около 1,4 пъти по-голям от Юпитер. Той попада направо в категорията на горещите юпитери, със средна температура от около 1330 K (1057 C; 1934 F.)
Можете ли да си представите Юпитер без облаци? Ние също не можем. Кредит на изображението: Хъбъл/НАСА/ЕСА
Свойствата на температурата, размера и плътността на планетата не са рядкост. Това, което е рядко, е безоблачността на атмосферата му. А атмосферата на екзопланетата е от особен интерес за водещия автор Алам. В прессъобщение , Алам каза: „За моята теза работих върху характеризиране на екзопланети. Взимам открити планети и ги проследявам, за да характеризирам атмосферите им.'
Името WASP идва от Широкоъгълно търсене на планети (WASP) Юг. Планетата беше първи открит през 2012 г. и беше един от седемте горещи юпитера, открити по едно и също време.
WASP-62b беше открит с WASP, но Алам и нейните колеги използваха Хъбъл, за да го проучат по-отблизо. „Признавам, че в началото не бях много развълнуван от тази планета“, каза Алам. 'Но след като започнах да разглеждам данните, се развълнувах.'
Използвайки спектроскопия, те наблюдаваха отблизо как планетата преминава три пъти пред звездата си, търсейки калий и натрий. Докато звездната светлина преминава през атмосферата на планетата, те идентифицират пълния спектроскопичен подпис на натрия, но не и калий. Натриевият подпис им каза, че атмосферата е чиста.
„Това е доказателство за димящо оръжие, че виждаме ясна атмосфера“, каза Алам.
Екранна снимка на WASP-62b от НАСА Очите на екзопланетите уебсайт. Кредит на изображението: НАСА
В обмен на имейл с Universe Today, Алам разработи спектроскопските открития на екипа и какво означават те.
Фокусът върху калия и натрия се основава на няколко неща. На първо място, техните спектри са лесно видими в оптична светлина. „Натрият и калият са два вида, които лесно се наблюдават при наблюдения на атмосферата на екзопланети, взети при оптични дължини на вълната, и тяхното присъствие или отсъствие може да ни помогне да заключим дали има облаци или мъгла в атмосферата на екзопланета“, каза Алам.
Натрият и калият също играят роля в атмосферите на екзопланетите, въпреки че подробностите не са ясни. „Натрият и калият са два елемента, които играят интересна – но не добре разбрана – роля в атмосферната физика и химията на екзопланетите“, обясни Алам. Тя също така спомена, че натрият е първата характеристика на абсорбция, идентифицирана в атмосферата на екзопланета.
Откриването на пълния спектроскопичен подпис на натрия казва на астрономите, че атмосферата е ясна, дори ако няма начин да се види атмосферата. „Облаците в атмосферата на планетата ще маскират или затъмнят части от абсорбционната линия“, обясни Алам. „При липса на облаци можем да разрешим пълния натриев сигнатур – който има форма, подобна на палатка с връх в основата на абсорбционната характеристика и широки линейни крила. За нашите наблюдения на WASP-62b, това е вторият път, когато наблюдаваме пълната характеристика на натрия (т.е. с неговите линейни крила) в екзопланета и за първи път, когато го правим от космоса.
Тази фигура от изследването показва данните от спектрографа за изображения на космическия телескоп Хъбъл за WASP-62b и единствената друга известна екзопланета с ясна атмосфера, WASP-96b. И двете екзопланети показват „… изпъкналите разширени под налягане крила на Na D-линиите при 0,59?м.” Виждането на натриевия спектър с крила показва, че и двете планети имат чиста атмосфера. WASP-96b също показва наличието на литий и калий. Кредит на изображението: Alam et al, 2021.
Но пълният натриев подпис ни казва повече от това, че атмосферата на екзопланетата е без облаци. Може да помогне да се обясни колко натрий има и да посочи какви други елементи има в атмосферата.
„Това не само ни казва, че атмосферата е ясна, но също така може да ни помогне да ограничим наистина точни количества (количества) натрий – както и други елементи, които присъстват в атмосферата на планетата“, каза Алам. 'Тези изобилие са полезни за измерване на ключови количества, които могат да ни помогнат да проследим произхода и еволюцията на тази планета.'
Очевидно се случва нещо различно, когато се образува планета без облаци. Тъй като са толкова малко от тях, астрономите са едва в началото на изучаването им. Единствената друга екзопланета без облаци, за която знаем, е горещият Сатурн на име WASP-96b, открит през 2018 г .
Космическият телескоп Джеймс Уеб ще трябва да изследва по-отблизо атмосферата на тази екзопланета. А чистото небе прави тази перспектива още по-вълнуваща. Разширените възможности за наблюдение на Webb означават, че той трябва да може да идентифицира още повече от химическите съставки в атмосферата на WASP-62b.
„При подготовката за JWST, идентифицирането на цели, които са без облаци/без мъгла, е важно за мобилизиране на усилията на общността за наблюдение на най-добрите планети за подробно проследяване на атмосферните условия.
От „Доказателство за ясна атмосфера за WASP-62b: Единственият известен транзитиращ газов гигант в зоната за непрекъснато наблюдение на JWST.“
Поради ориентацията и позицията на JWST в пространството, той ще има две малки непрекъснати зони за наблюдение (CVZ). Те са центрирани върху всеки полюс на еклиптиката. Състоянието се усмихва на Алам и други учени от екзопланети, защото WASP-62b е в един от CVZ на Webb.
Зрителното поле на Джеймс Уеб съдържа две непрекъснати зони за гледане, обозначени с овали на изображението. Останалата част от полето на внимание на JWST преминава през небето с течение на времето. За късмет WASP-62b е в един от CVZ на JWST. Кредит на изображението: НАСА/JWST.
Екипът от изследователи дори прогнозира какво може да намери JWST в атмосферата на 62b. В своя документ те пишат „Ние прогнозираме, че JWST наблюденията на WASP-62b, в рамките на програмата ERS, могат да открият окончателно Na (12.1?), Х2О (35.6?), FeH (22,5 .)?), SiH (6.3?), NS3(11.1?), CO (8.1?), КАКВО2(9.7?), и CH4(3.6?).” Те също така казват, че JWST може да предложи точни ограничения за изобилието от химикали в атмосферата.
Като част от тяхната работа и за да подпомогне обосновката за последващи наблюдения с Webb, екипът прогнозира какво може да намери Webb. Кредит на изображението: Alam et al, 2021.
В заключението си авторите излагат своите аргументи за последващи наблюдения на WASP-62b с JWST.
„При подготовката за JWST, идентифицирането на цели, които са без облаци/без мъгла, е важно за мобилизиране на усилията на общността за наблюдение на най-добрите планети за подробно проследяване на атмосферата. Въпреки че оттогава бяха предложени алтернативни цели, WASP-62 е единствената звезда в JWST CVZ с известна транзитна гигантска планета, която е достатъчно ярка за висококачествена характеристика на атмосферата чрез транзитна спектроскопия.
Космическият телескоп Джеймс Уеб е планиран да стартира в края на октомври 2021 г.
Повече ▼:
- Съобщение за печата: Астрономите откриват първата безоблачна планета, подобна на Юпитер
- Публикувано изследване: Доказателство за ясна атмосфера за WASP-62b: Единственият известен транзитиращ газов гигант в зоната за непрекъснато наблюдение на JWST
- Вселената днес: Изключително горещите екзопланети могат да имат екстремно време, като облаци от алуминиев оксид и титанов дъжд
